Remove unused imports in Control.Exception
[ghc-base.git] / Control / Concurrent.hs
index 02f74fb..6268311 100644 (file)
 -----------------------------------------------------------------------------
 
 module Control.Concurrent (
-       -- * Concurrent Haskell
+        -- * Concurrent Haskell
 
-       -- $conc_intro
+        -- $conc_intro
 
-       -- * Basic concurrency operations
+        -- * Basic concurrency operations
 
         ThreadId,
 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-       myThreadId,
+        myThreadId,
 #endif
 
-       forkIO,
+        forkIO,
 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-       killThread,
-       throwTo,
+        killThread,
+        throwTo,
 #endif
 
-       -- * Scheduling
+        -- * Scheduling
 
-       -- $conc_scheduling     
-       yield,                  -- :: IO ()
+        -- $conc_scheduling     
+        yield,                  -- :: IO ()
 
-       -- ** Blocking
-       
-       -- $blocking
+        -- ** Blocking
+
+        -- $blocking
 
 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-       -- ** Waiting
-       threadDelay,            -- :: Int -> IO ()
-       threadWaitRead,         -- :: Int -> IO ()
-       threadWaitWrite,        -- :: Int -> IO ()
+        -- ** Waiting
+        threadDelay,            -- :: Int -> IO ()
+        threadWaitRead,         -- :: Int -> IO ()
+        threadWaitWrite,        -- :: Int -> IO ()
 #endif
 
-       -- * Communication abstractions
+        -- * Communication abstractions
 
-       module Control.Concurrent.MVar,
-       module Control.Concurrent.Chan,
-       module Control.Concurrent.QSem,
-       module Control.Concurrent.QSemN,
-       module Control.Concurrent.SampleVar,
+        module Control.Concurrent.MVar,
+        module Control.Concurrent.Chan,
+        module Control.Concurrent.QSem,
+        module Control.Concurrent.QSemN,
+        module Control.Concurrent.SampleVar,
 
-       -- * Merging of streams
+        -- * Merging of streams
 #ifndef __HUGS__
-       mergeIO,                -- :: [a]   -> [a] -> IO [a]
-       nmergeIO,               -- :: [[a]] -> IO [a]
+        mergeIO,                -- :: [a]   -> [a] -> IO [a]
+        nmergeIO,               -- :: [[a]] -> IO [a]
 #endif
-       -- $merge
+        -- $merge
 
 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-       -- * Bound Threads
-       -- $boundthreads
-       rtsSupportsBoundThreads,
-       forkOS,
-       isCurrentThreadBound,
-       runInBoundThread,
-       runInUnboundThread
+        -- * Bound Threads
+        -- $boundthreads
+        rtsSupportsBoundThreads,
+        forkOS,
+        isCurrentThreadBound,
+        runInBoundThread,
+        runInUnboundThread
 #endif
 
-       -- * GHC's implementation of concurrency
+        -- * GHC's implementation of concurrency
+
+        -- |This section describes features specific to GHC's
+        -- implementation of Concurrent Haskell.
+
+        -- ** Haskell threads and Operating System threads
 
-       -- |This section describes features specific to GHC's
-       -- implementation of Concurrent Haskell.
-       
-       -- ** Terminating the program
+        -- $osthreads
 
-       -- $termination
+        -- ** Terminating the program
 
-       -- ** Pre-emption
+        -- $termination
 
-       -- $preemption
+        -- ** Pre-emption
+
+        -- $preemption
     ) where
 
 import Prelude
@@ -91,17 +95,26 @@ import Prelude
 import Control.Exception as Exception
 
 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-import GHC.Conc                ( ThreadId(..), myThreadId, killThread, yield,
-                         threadDelay, threadWaitRead, threadWaitWrite )
+import GHC.Exception
+import GHC.Conc         ( ThreadId(..), myThreadId, killThread, yield,
+                          threadDelay, forkIO, childHandler )
+import qualified GHC.Conc
 import GHC.TopHandler   ( reportStackOverflow, reportError )
-import GHC.IOBase      ( IO(..) )
-import GHC.IOBase      ( unsafeInterleaveIO )
-import GHC.IOBase   ( newIORef, readIORef, writeIORef )
+import GHC.IOBase       ( IO(..) )
+import GHC.IOBase       ( unsafeInterleaveIO )
+import GHC.IOBase       ( newIORef, readIORef, writeIORef )
 import GHC.Base
 
+import System.Posix.Types ( Fd )
 import Foreign.StablePtr
 import Foreign.C.Types  ( CInt )
 import Control.Monad    ( when )
+
+#ifdef mingw32_HOST_OS
+import Foreign.C
+import System.IO
+import GHC.Handle
+#endif
 #endif
 
 #ifdef __HUGS__
@@ -160,79 +173,17 @@ In GHC, threads may also communicate via exceptions.
 -}
 
 {- $blocking
-Calling a foreign C procedure (such as @getchar@) that blocks waiting
-for input will block /all/ threads, unless the @threadsafe@ attribute
-is used on the foreign call (and your compiler \/ operating system
-supports it).  GHC's I\/O system uses non-blocking I\/O internally to
-implement thread-friendly I\/O, so calling standard Haskell I\/O
-functions blocks only the thread making the call.
--}
-
--- Thread Ids, specifically the instances of Eq and Ord for these things.
--- The ThreadId type itself is defined in std/PrelConc.lhs.
-
--- Rather than define a new primitve, we use a little helper function
--- cmp_thread in the RTS.
-
-#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
-id2TSO :: ThreadId -> ThreadId#
-id2TSO (ThreadId t) = t
-
-foreign import ccall unsafe "cmp_thread" cmp_thread :: ThreadId# -> ThreadId# -> Int
--- Returns -1, 0, 1
-
-cmpThread :: ThreadId -> ThreadId -> Ordering
-cmpThread t1 t2 = 
-   case cmp_thread (id2TSO t1) (id2TSO t2) of
-      -1 -> LT
-      0  -> EQ
-      _  -> GT -- must be 1
-
-instance Eq ThreadId where
-   t1 == t2 = 
-      case t1 `cmpThread` t2 of
-         EQ -> True
-         _  -> False
-
-instance Ord ThreadId where
-   compare = cmpThread
+Different Haskell implementations have different characteristics with
+regard to which operations block /all/ threads.
 
-foreign import ccall unsafe "rts_getThreadId" getThreadId :: ThreadId# -> Int
-
-instance Show ThreadId where
-   showsPrec d t = 
-       showString "ThreadId " . 
-        showsPrec d (getThreadId (id2TSO t))
-
-{- |
-This sparks off a new thread to run the 'IO' computation passed as the
-first argument, and returns the 'ThreadId' of the newly created
-thread.
+Using GHC without the @-threaded@ option, all foreign calls will block
+all other Haskell threads in the system, although I\/O operations will
+not.  With the @-threaded@ option, only foreign calls with the @unsafe@
+attribute will block all other threads.
 
-The new thread will be a lightweight thread; if you want to use a foreign
-library that uses thread-local storage, use 'forkOS' instead.
+Using Hugs, all I\/O operations and foreign calls will block all other
+Haskell threads.
 -}
-forkIO :: IO () -> IO ThreadId
-forkIO action = IO $ \ s -> 
-   case (fork# action_plus s) of (# s1, id #) -> (# s1, ThreadId id #)
- where
-  action_plus = Exception.catch action childHandler
-
-childHandler :: Exception -> IO ()
-childHandler err = Exception.catch (real_handler err) childHandler
-
-real_handler :: Exception -> IO ()
-real_handler ex =
-  case ex of
-       -- ignore thread GC and killThread exceptions:
-       BlockedOnDeadMVar            -> return ()
-       AsyncException ThreadKilled  -> return ()
-
-       -- report all others:
-       AsyncException StackOverflow -> reportStackOverflow False
-       other       -> reportError False other
-
-#endif /* __GLASGOW_HASKELL__ */
 
 #ifndef __HUGS__
 max_buff_size :: Int
@@ -250,8 +201,8 @@ nmergeIO :: [[a]] -> IO [a]
 -- preemptive multitasking.
 
 mergeIO ls rs
- = newEmptyMVar                       >>= \ tail_node ->
-   newMVar tail_node          >>= \ tail_list ->
+ = newEmptyMVar                >>= \ tail_node ->
+   newMVar tail_node           >>= \ tail_list ->
    newQSem max_buff_size       >>= \ e ->
    newMVar 2                   >>= \ branches_running ->
    let
@@ -259,50 +210,50 @@ mergeIO ls rs
    in
     forkIO (suckIO branches_running buff ls) >>
     forkIO (suckIO branches_running buff rs) >>
-    takeMVar tail_node >>= \ val ->
-    signalQSem e       >>
+    takeMVar tail_node  >>= \ val ->
+    signalQSem e        >>
     return val
 
-type Buffer a 
+type Buffer a
  = (MVar (MVar [a]), QSem)
 
 suckIO :: MVar Int -> Buffer a -> [a] -> IO ()
 
 suckIO branches_running buff@(tail_list,e) vs
  = case vs of
-       [] -> takeMVar branches_running >>= \ val ->
-             if val == 1 then
-                takeMVar tail_list     >>= \ node ->
-                putMVar node []        >>
-                putMVar tail_list node
-             else      
-                putMVar branches_running (val-1)
-       (x:xs) ->
-               waitQSem e                       >>
-               takeMVar tail_list               >>= \ node ->
-               newEmptyMVar                     >>= \ next_node ->
-               unsafeInterleaveIO (
-                       takeMVar next_node  >>= \ y ->
-                       signalQSem e        >>
-                       return y)                >>= \ next_node_val ->
-               putMVar node (x:next_node_val)   >>
-               putMVar tail_list next_node      >>
-               suckIO branches_running buff xs
+        [] -> takeMVar branches_running >>= \ val ->
+              if val == 1 then
+                 takeMVar tail_list     >>= \ node ->
+                 putMVar node []        >>
+                 putMVar tail_list node
+              else
+                 putMVar branches_running (val-1)
+        (x:xs) ->
+                waitQSem e                       >>
+                takeMVar tail_list               >>= \ node ->
+                newEmptyMVar                     >>= \ next_node ->
+                unsafeInterleaveIO (
+                        takeMVar next_node  >>= \ y ->
+                        signalQSem e        >>
+                        return y)                >>= \ next_node_val ->
+                putMVar node (x:next_node_val)   >>
+                putMVar tail_list next_node      >>
+                suckIO branches_running buff xs
 
 nmergeIO lss
  = let
     len = length lss
    in
-    newEmptyMVar         >>= \ tail_node ->
-    newMVar tail_node    >>= \ tail_list ->
+    newEmptyMVar          >>= \ tail_node ->
+    newMVar tail_node     >>= \ tail_list ->
     newQSem max_buff_size >>= \ e ->
-    newMVar len                  >>= \ branches_running ->
+    newMVar len           >>= \ branches_running ->
     let
      buff = (tail_list,e)
     in
     mapIO (\ x -> forkIO (suckIO branches_running buff x)) lss >>
-    takeMVar tail_node >>= \ val ->
-    signalQSem e       >>
+    takeMVar tail_node  >>= \ val ->
+    signalQSem e        >>
     return val
   where
     mapIO f xs = sequence (map f xs)
@@ -313,6 +264,7 @@ nmergeIO lss
 -- Bound Threads
 
 {- $boundthreads
+   #boundthreads#
 
 Support for multiple operating system threads and bound threads as described
 below is currently only available in the GHC runtime system if you use the
@@ -363,6 +315,15 @@ used for any other foreign calls.
 
 This means that you can use all kinds of foreign libraries from this thread 
 (even those that rely on thread-local state), without the limitations of 'forkIO'.
+
+Just to clarify, 'forkOS' is /only/ necessary if you need to associate
+a Haskell thread with a particular OS thread.  It is not necessary if
+you only need to make non-blocking foreign calls (see
+"Control.Concurrent#osthreads").  Neither is it necessary if you want
+to run threads in parallel on a multiprocessor: threads created with
+'forkIO' will be shared out amongst the running CPUs (using GHC,
+@-threaded@, and the @+RTS -N@ runtime option).
+
 -}
 forkOS :: IO () -> IO ThreadId
 
@@ -373,32 +334,41 @@ foreign import ccall "forkOS_entry" forkOS_entry_reimported
     :: StablePtr (IO ()) -> IO ()
 
 forkOS_entry stableAction = do
-       action <- deRefStablePtr stableAction
-       action
+        action <- deRefStablePtr stableAction
+        action
 
 foreign import ccall forkOS_createThread
     :: StablePtr (IO ()) -> IO CInt
 
 failNonThreaded = fail $ "RTS doesn't support multiple OS threads "
                        ++"(use ghc -threaded when linking)"
-    
-forkOS action 
+
+forkOS action0
     | rtsSupportsBoundThreads = do
-       mv <- newEmptyMVar
-       let action_plus = Exception.catch action childHandler
-       entry <- newStablePtr (myThreadId >>= putMVar mv >> action_plus)
-       err <- forkOS_createThread entry
-       when (err /= 0) $ fail "Cannot create OS thread."
-       tid <- takeMVar mv
-       freeStablePtr entry
-       return tid
+        mv <- newEmptyMVar
+        b <- Exception.blocked
+        let
+            -- async exceptions are blocked in the child if they are blocked
+            -- in the parent, as for forkIO (see #1048). forkOS_createThread
+            -- creates a thread with exceptions blocked by default.
+            action1 | b = action0
+                    | otherwise = unblock action0
+
+            action_plus = Exception.catch action1 childHandler
+
+        entry <- newStablePtr (myThreadId >>= putMVar mv >> action_plus)
+        err <- forkOS_createThread entry
+        when (err /= 0) $ fail "Cannot create OS thread."
+        tid <- takeMVar mv
+        freeStablePtr entry
+        return tid
     | otherwise = failNonThreaded
 
 -- | Returns 'True' if the calling thread is /bound/, that is, if it is
 -- safe to use foreign libraries that rely on thread-local state from the
 -- calling thread.
 isCurrentThreadBound :: IO Bool
-isCurrentThreadBound = IO $ \ s# -> 
+isCurrentThreadBound = IO $ \ s# ->
     case isCurrentThreadBound# s# of
         (# s2#, flg #) -> (# s2#, not (flg ==# 0#) #)
 
@@ -416,19 +386,19 @@ runInBoundThread :: IO a -> IO a
 
 runInBoundThread action
     | rtsSupportsBoundThreads = do
-       bound <- isCurrentThreadBound
-       if bound
-           then action
-           else do
-               ref <- newIORef undefined
-               let action_plus = Exception.try action >>= writeIORef ref
-               resultOrException <- 
-                   bracket (newStablePtr action_plus)
-                           freeStablePtr
-                           (\cEntry -> forkOS_entry_reimported cEntry >> readIORef ref)
-               case resultOrException of
-                   Left exception -> Exception.throw exception
-                   Right result -> return result
+        bound <- isCurrentThreadBound
+        if bound
+            then action
+            else do
+                ref <- newIORef undefined
+                let action_plus = Exception.try action >>= writeIORef ref
+                resultOrException <-
+                    bracket (newStablePtr action_plus)
+                            freeStablePtr
+                            (\cEntry -> forkOS_entry_reimported cEntry >> readIORef ref)
+                case resultOrException of
+                    Left exception -> Exception.throw (exception :: SomeException)
+                    Right result -> return result
     | otherwise = failNonThreaded
 
 {- | 
@@ -451,15 +421,113 @@ runInUnboundThread action = do
             mv <- newEmptyMVar
             forkIO (Exception.try action >>= putMVar mv)
             takeMVar mv >>= \either -> case either of
-                Left exception -> Exception.throw exception
+                Left exception -> Exception.throw (exception :: SomeException)
                 Right result -> return result
         else action
-       
+
 #endif /* __GLASGOW_HASKELL__ */
 
 -- ---------------------------------------------------------------------------
+-- threadWaitRead/threadWaitWrite
+
+-- | Block the current thread until data is available to read on the
+-- given file descriptor (GHC only).
+threadWaitRead :: Fd -> IO ()
+threadWaitRead fd
+#ifdef mingw32_HOST_OS
+  -- we have no IO manager implementing threadWaitRead on Windows.
+  -- fdReady does the right thing, but we have to call it in a
+  -- separate thread, otherwise threadWaitRead won't be interruptible,
+  -- and this only works with -threaded.
+  | threaded  = withThread (waitFd fd 0)
+  | otherwise = case fd of
+                  0 -> do hWaitForInput stdin (-1); return ()
+                        -- hWaitForInput does work properly, but we can only
+                        -- do this for stdin since we know its FD.
+                  _ -> error "threadWaitRead requires -threaded on Windows, or use System.IO.hWaitForInput"
+#else
+  = GHC.Conc.threadWaitRead fd
+#endif
+
+-- | Block the current thread until data can be written to the
+-- given file descriptor (GHC only).
+threadWaitWrite :: Fd -> IO ()
+threadWaitWrite fd
+#ifdef mingw32_HOST_OS
+  | threaded  = withThread (waitFd fd 1)
+  | otherwise = error "threadWaitWrite requires -threaded on Windows"
+#else
+  = GHC.Conc.threadWaitWrite fd
+#endif
+
+#ifdef mingw32_HOST_OS
+foreign import ccall unsafe "rtsSupportsBoundThreads" threaded :: Bool
+
+withThread :: IO a -> IO a
+withThread io = do
+  m <- newEmptyMVar
+  forkIO $ try io >>= putMVar m
+  x <- takeMVar m
+  case x of
+    Right a -> return a
+    Left e  -> throwIO e
+
+waitFd :: Fd -> CInt -> IO ()
+waitFd fd write = do
+   throwErrnoIfMinus1 "fdReady" $
+        fdReady (fromIntegral fd) write (fromIntegral iNFINITE) 0
+   return ()
+
+iNFINITE = 0xFFFFFFFF :: CInt -- urgh
+
+foreign import ccall safe "fdReady"
+  fdReady :: CInt -> CInt -> CInt -> CInt -> IO CInt
+#endif
+
+-- ---------------------------------------------------------------------------
 -- More docs
 
+{- $osthreads
+
+      #osthreads# In GHC, threads created by 'forkIO' are lightweight threads, and
+      are managed entirely by the GHC runtime.  Typically Haskell
+      threads are an order of magnitude or two more efficient (in
+      terms of both time and space) than operating system threads.
+
+      The downside of having lightweight threads is that only one can
+      run at a time, so if one thread blocks in a foreign call, for
+      example, the other threads cannot continue.  The GHC runtime
+      works around this by making use of full OS threads where
+      necessary.  When the program is built with the @-threaded@
+      option (to link against the multithreaded version of the
+      runtime), a thread making a @safe@ foreign call will not block
+      the other threads in the system; another OS thread will take
+      over running Haskell threads until the original call returns.
+      The runtime maintains a pool of these /worker/ threads so that
+      multiple Haskell threads can be involved in external calls
+      simultaneously.
+
+      The "System.IO" library manages multiplexing in its own way.  On
+      Windows systems it uses @safe@ foreign calls to ensure that
+      threads doing I\/O operations don't block the whole runtime,
+      whereas on Unix systems all the currently blocked I\/O reqwests
+      are managed by a single thread (the /IO manager thread/) using
+      @select@.
+
+      The runtime will run a Haskell thread using any of the available
+      worker OS threads.  If you need control over which particular OS
+      thread is used to run a given Haskell thread, perhaps because
+      you need to call a foreign library that uses OS-thread-local
+      state, then you need bound threads (see "Control.Concurrent#boundthreads").
+
+      If you don't use the @-threaded@ option, then the runtime does
+      not make use of multiple OS threads.  Foreign calls will block
+      all other running Haskell threads until the call returns.  The
+      "System.IO" library still does multiplexing, so there can be multiple
+      threads doing I\/O, and this is handled internally by the runtime using
+      @select@.
+-}
+
 {- $termination
 
       In a standalone GHC program, only the main thread is
@@ -477,8 +545,8 @@ runInUnboundThread action = do
 
 >   myForkIO :: IO () -> IO (MVar ())
 >   myForkIO io = do
->     mvar \<- newEmptyMVar
->     forkIO (io \`finally\` putMVar mvar ())
+>     mvar <- newEmptyMVar
+>     forkIO (io `finally` putMVar mvar ())
 >     return mvar
 
       Note that we use 'finally' from the
@@ -489,28 +557,29 @@ runInUnboundThread action = do
       A better method is to keep a global list of all child
       threads which we should wait for at the end of the program:
 
->     children :: MVar [MVar ()]
->     children = unsafePerformIO (newMVar [])
->     
->     waitForChildren :: IO ()
->     waitForChildren = do
->      (mvar:mvars) \<- takeMVar children
->      putMVar children mvars
->      takeMVar mvar
->      waitForChildren
->     
->     forkChild :: IO () -> IO ()
->     forkChild io = do
->       mvar \<- newEmptyMVar
->       forkIO (p \`finally\` putMVar mvar ())
->       childs \<- takeMVar children
->       putMVar children (mvar:childs)
->     
->     later = flip finally
->     
+>    children :: MVar [MVar ()]
+>    children = unsafePerformIO (newMVar [])
+>    
+>    waitForChildren :: IO ()
+>    waitForChildren = do
+>      cs <- takeMVar children
+>      case cs of
+>        []   -> return ()
+>        m:ms -> do
+>           putMVar children ms
+>           takeMVar m
+>           waitForChildren
+>
+>    forkChild :: IO () -> IO ThreadId
+>    forkChild io = do
+>        mvar <- newEmptyMVar
+>        childs <- takeMVar children
+>        putMVar children (mvar:childs)
+>        forkIO (io `finally` putMVar mvar ())
+>
 >     main =
->      later waitForChildren $
->      ...
+>       later waitForChildren $
+>       ...
 
       The main thread principle also applies to calls to Haskell from
       outside, using @foreign export@.  When the @foreign export@ed